神秘的“深海隐居者”！巨型乌贼全基因组序列宣布 人们对它的相识比恐龙还少

巨型乌贼是传说中的“海怪”，世界各地都有在海中见到它们的听说。由于生活在深海，它们很难被人们视察到，宛如一群“隐居者”。

巨型乌贼又称大王乌贼、首席乌贼、霸王乌贼，为世界上存活的最大的无脊椎动物，为软体动物头足类乌贼目中最大的一类。自18世纪首次发现并获取研究样本以来，人们对它们知之甚少。

听说中，这类动物有校车那么大，眼睛如同餐盘，触手能在10码外抓住猎物。一只在南极罗斯海域被抓获的巨型乌贼重量约为450公斤，另一只被捕捉的巨型乌贼长有约5米长的触须，触须上有25个弯钩。

一位世界著名的巨型乌贼研究者甚至滑稽地说，我们对恐龙的相识要比对巨型乌贼的相识多得多。

克日，由哥本哈根大学向导的研究小组宣布了神秘巨型乌贼的全基因组序列，展现了其剖解和进化的重要线索。该小组成员包罗伍兹霍尔海洋生物实验室(MBL)的科学家Caroline Albertin。

巨型乌贼很少被发现，也从未被捕捉并存活过，这意味着关于它们的生物学知识、甚至它们是如何繁殖的在很大水平上仍然是一个谜。

基因组序列可以提供关于生物的重要的信息。

“就基因而言，我们发现巨型乌贼和其他动物很像。这意味着我们可以研究这些奇怪的动物来更多地相识我们自己，”Albertin说，他在2015年向导的团队完成了头足类动物(包罗乌贼、章鱼、墨鱼和鹦鹉螺)的第一个基因组测序。

由哥本哈根大学的Rute da Fonseca向导的研究小组发现，巨型乌贼的基因组很大:据预计有27亿个DNA碱基对，约莫是人类基因组的90%。人类基因组约有30亿个碱基对。

不外，顺道一提，基因组大的生物纷歧定进化水平高。美国《科学》月刊有报道称，从早期人类至今，我们已经失去了4070万个碱基对。

洋葱的基因组相当于人类的5倍巨细，但它的进化水平和人类相去甚远。衣笠草(又名重楼百合)有1490亿个碱基对，非洲肺鱼有1320亿个，宽足蝾螈有655亿个。这是因为组成生物基因组的每个碱基对并不是发挥同样的作用，生物进化水平更多地取决于起主要作用的部门。

Albertin分析了几个古老而著名的巨型乌贼的基因家族，并将其与其他四种已被测序的头足类动物和人类基因组举行了比力。

她发现，巨型乌贼的基因组中，险些所有动物的重要发育基因(Hox和Wnt)都只有一份。

这意味着这种庞大的无脊椎动物——一直以来都是海怪传说的泉源——并不是通过全基因组倍增才变得如此庞大的，而是进化良久以前就接纳了这种计谋来增加脊椎动物的体积。

基因倍增是指DNA片段在基因组中复制出一个或更多的拷贝,这种DNA片段可以是一小段基因组序列、整条染色体,甚至是整个基因组。基因组倍增在动物界较为稀有，这是由于会影响有性生殖生物的繁殖，但植物却能通过无性生殖等方式获得多倍体带来的进化上的利益。

例如，拟南芥、水稻、玉米、白菜、地瓜、兰花、玫瑰等植物的基因组都与全基因组倍增事件精密相连。

但巨型乌贼的体型与基因组倍增无关。所以，相识这个物种是如何变得如此庞大的，还需要进一步探索它的基因组。

“基因组是回覆这些很是奇怪的动物的许多生物学问题的第一步，” Albertin说，好比它们如何获得无脊椎动物中最大的大脑，它们庞大的行为和敏捷性，以及它们令人难以置信的瞬时伪装技术。

“虽然头足类动物有许多庞大精致的特征，但它们被认为是独立于脊椎动物进化而来的。通过比力它们的基因组，我们可以问，‘头足类和脊椎动物的结构是一样的，还是差别?’”Albertin说。

在无脊椎动物中，头足类也是十分“特立独行”的一种。它们拥有许多高度蓬勃的器官，超强的进化适应力和高明的智力。许多章鱼都市使用自然工具，并玩耍人类给它们的外来物体。

除了溜出水族箱、扭开瓶盖等，有的章鱼甚至会体现出自己的个性，如含羞或淘气等。

Albertin还在巨乌贼基因组中发现了100多个原生粘卵白家族的基因——通常在无脊椎动物中并不多见。

她说:“人们认为原生粘质在正确毗连庞大的大脑方面很重要。”

“它们被认为是脊椎动物的创新，所以当我们(在2015年)在章鱼基因组中发现凌驾100个的时候，我们真的很惊讶。”

最后，她分析了一个迄今为止头足类动物独占的基因家族，叫做“反光素”(reflectins)。“反光素编码一种发生彩虹色的卵白质。颜色是伪装的重要组成部门，所以我们试图相识这个基因家族在做什么，它是如何事情的，”Albertin说。

“拥有这个巨型乌贼的基因组是资助我们明白什么使头足类动物成为头足类动物的一个重要节点。它还可以资助我们相识新的基因是如何在进化和生长中泛起的。”

与想象中差别，有研究发现，巨型乌贼并不是行动迅速、很是贪婪的食肉动物。实际上它是一种行动迟缓的动物，经常接纳伏击的方法，捕捉不小心突入它的匿伏圈的猎物。

发现于美国的托斯特巨鱿的化石则讲明，这种“史前海怪”全长凌驾10米，另有可能捕食白垩纪的海中霸王沧龙类。

对于巨型乌贼的基因组研究将更多地为我们揭开这一深海神秘物种的真面目。

参考资料：

https://www.sciencedaily.com/releases/2020/01/200116080420.htm

The mysterious, legendary giant squid's genome is revealed

作者：Marine Biological Laboratory